Teledyne LeCroy
Komplette Antriebe mit dem Oszilloskop vermessen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Ein neuer Messansatz
Teledyne LeCroy hat nun eine Softwarelösung vorgestellt, mit der man Leistungs- und Effizienzanalyse an dreiphasigen Systemen für Motorantriebe mit den erwähnten Achtkanal-12-Bit-HDO8000-Oszilloskopen durchführen kann. Warum gerade jetzt? Ganz einfach, weil nun genügend Kanäle zur Verfügung stehen, um alle drei Spannungs- und alle drei Stromsignale eines dreiphasigen Systems zu erfassen, plus weitere analoge und digitale Kanäle, um Drehzahl und Drehmoment aufzunehmen oder weitere Signale an den Embedded Controllern oder Gatetreibern zu messen.
Teledyne LeCroy nutzt in dieser Oszilloskopserie im Wesentlichen die gleiche hochpräzise und hochauflösende Erfassungs-Hardware, die man von einem Power Analyzer kennt. Ergänzt man nun ein normales Oszilloskop mit all seinen Mess- und Analyseeigenschaften mit der numerischen Messtabellenanzeige für dreiphasige Netz- und Stromversorgungen eines Power Analyzers, erhält der Entwickler ein Messgerät, das nahezu den Leistungsumfang eines Power Analyzers hat, ohne auf die Funktionen eines Oszilloskops verzichten zu müssen. Er kann darüber hinaus noch viel einfacher die Zusammenhänge zwischen dem Verhalten der Leistungseinheit und Aktivitäten des Controller-Systems erkennen. Dadurch lässt sich das komplette Antriebssystem viel schneller prüfen, Fehler sind schneller zu finden und zu korrigieren.
Grafik 1 zeigt oben rechts die Funktion eines Power Analyzers. Der Power Analyzer betrachtet die Leistungswandlereinheit im Antriebssystem als Black Box mit verschiedenen dreiphasigen Ein- und Ausgängen. Diese können nun zwar gemessen und als numerische Werte für Spannung, Strom, Leistung und Effizienz ermittelt werden, es gibt jedoch nur sehr begrenzte bis keine Möglichkeiten, die Signale anzuzeigen, auf denen die Messungen durchgeführt wurden, und auch keine Möglichkeit, um leistungselektronische Geräte oder Komponenten oder das Embedded-Controller-System zu testen. Nur einige wenige Power Analyzer haben die Möglichkeit, Geschwindigkeits- oder Drehmoment-Sensoren in die Messung zu integrieren.
Links oben in Grafik 1 sieht man die Funktion eines Achtkanal-Oszilloskops mit hoher Bandbreite und Mixed-Signal-Eigenschaften. Das Scope zusammen mit den Tastköpfen kann die unterschiedlichen dreiphasigen Ein- und Ausgangssignale, DC-Bus- oder Link-Signale oder sonstige analoge, digitale oder pulsbreitenmodulierte Signale, oder auch serielle Datensignale des Embedded-Controller-Systems anzeigen. Daneben sind Schalt- und Leitungsverluste von IGBT- oder MOSFET-Leistungshalbleitern einfach messbar.
Durch die Möglichkeit, unterschiedliche Signale in verschiedenen Teilen des kompletten Antriebssystems zu messen, können Probleme in einem Teil des Antriebs mit anderen Teilen korreliert werden, um die Fehlerursache einfacher zu finden. Es ist jedoch nicht möglich, numerische Werte für Leistung oder Effizienz in dreiphasigen Systemen zu berechnen, und es gibt auch keine integrierte Möglichkeit, die Werte für Motordrehzahl oder Drehmoment in das Oszilloskop einzubinden.
Man erkennt deutlich, dass die beiden Teile oben in der Grafik einzigartige Fähigkeiten aufzeigen, so dass Motorentwickler sehr wahrscheinlich beide Messgeräte brauchen, um die Leistung der kompletten Antriebseinheit zu verstehen, zu prüfen und Fehler zu beheben.
Der untere Teil von Grafik 1 zeigt die Kombination der beiden oberen Teile. Sie zeigt die bekannten numerischen Berechnungen des Power Analyzers zusammen mit den Eigenschaften des MSOs für die Fehlersuche und Überprüfung. Dies ermöglicht nun das HDO8000-Mixed-Signal-Oszilloskop zusammen mit der neuen Motor Drive Power Analyzer Software. Ab sofort können alle Aspekte des Antriebssystems mit einem Gerät gemessen, überprüft und damit Fehler schneller identifiziert und behoben werden.
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